Fotosintesis

TEMA 13

FOTOSÍNTESIS

1. Concepto y fases

2. El cloroplasto y los pigmentos fotosintéticos

3. Fase luminosa de la fotosíntesis

4. Asimilación de carbono: ciclo de Calvin

5. Asimilación de nitrógeno

1. Concepto y fases

La fotosíntesis es un proceso clave para la vida en la Tierra, desde el momento

en que resulta ser el proceso biológico encargado de generar las formas de

carbono reducido, alimento de los organismos heterótrofos. Básicamente

consiste en la conversión de la energía solar en energía química de enlace

(macromoléculas combustibles como carbohidratos, proteínas, lípidos, etc.)

gracias a los pigmentos fotosintéticos. La reacción global de la fotosíntesis

puede esquematizarse como:

La fotosíntesis se divide formalmente en dos fases: luminosa y oscura.

1. En las reacciones de la fase luminosa se aprovecha la energía solar para

generar poder reductor (NADPH) y energía metabólica (ATP).

2. En las reacciones de la fase oscura (que no dependen directamente de la

luz pero que utilizan los productos de las reacciones luminosas) se utilizan el

NADPH y el ATP generados previamente, para la asimilación de los

bioelementos primordiales (C, N, H, O) que se convertirán en materia orgánica.

CO2 H2O O2 (CH2O) Luz + ¾¾¾® +

Tema 13. Fotosíntesis Bioquímica y Biología Molecular

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La energía solar queda por tanto almacenada transitoriamente en moléculas

complejas de materia orgánica (biomasa) que, junto al oxígeno liberado, sirven

de alimento para los demás seres vivos que habitan el planeta (Figura 1).

2. El cloroplasto y los pigmentos fotosintéticos

Organismos que realizan fotosíntesis y configuración del cloroplasto

La fotosíntesis la realizan tanto organismos eucariotas (plantas

superiores y algas) como procariotas (cianobacterias y bacterias fotosintéticas).

En plantas superiores y algas verdes el proceso fotosintético ocurre en un

orgánulo llamado cloroplasto, especialmente adaptado a la fotoconversión de la

energía. Los cloroplatos (Figura 2), al igual que las mitocondrias, tienen dos

membranas diferentes. La membrana externa permeable a pequeñas

moléculas e iones y la membrana interna, que rodea al estroma y contiene las

enzimas solubles y unas estructuras membranosas con forma de sacos

aplanados, llamadas tilacoides, que se forman a partir de invaginaciones de la

membrana interna. Una pila de estos sacos constituye la grana. Las diferentes

grana están conectadas por regiones membranosas denominadas lamelas, a

veces la propia membrana de los tilacoides se denomina lamela.

Figura 1.

Subprocesos de la

fotosíntesis.

Tema 13. Fotosíntesis Bioquímica y Biología Molecular

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El cloroplasto tiene tres compartimentos separados: el espacio intermembrana,

el estroma y el espacio tilacoidal. En procariotas fotosintéticos, que no poseen

cloroplastos diferenciados, la membrana plasmática forma unas invaginaciones

corpusculares (cromatóforos), por lo que se supone que su citoplasma es la

parte correspondiente al estroma del cloroplasto. Los cromatóforos contienen

los pigmentos fotosintéticos y serían los encargados de realizar la fase

luminosa.

Pigmentos fotosintéticos

Entre los pigmentos que absorben la luz y la transfieren a los

denominados centros de reacción

...